Материал: Диссертация Маленьких В.С(ПРО МОЛЬНОЕ СООТНОШЕНИЕ)
СОДЕРЖАНИЕ |
|
ВВЕДЕНИЕ .................................................................................................................................... |
5 |
1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ .............................. |
10 |
1.1. Существующие способы повышения энерго- и ресурсосбережения на |
|
технологических установках ................................................................................ |
10 |
1.1.1.Повышение энергоэффективности теплотехнического оборудования .. 10
1.1.2.Увеличение эффективности теплообменных процессов и сжигания
топлива в нагревательных печах .............................................................. |
11 |
1.1.3. Применение современных теплообменных аппаратов ............................ |
11 |
1.1.4. Совершенствование системы рекуперации в процессах переработки |
|
нефти ........................................................................................................... |
12 |
1.1.5. Применение устройств плавного пуска на приводах технологического и |
|
вспомогательного оборудования .............................................................. |
14 |
1.1.6. Замена рабочих колес АВО с металлическими лопастями на колеса, |
|
выполненные из композитных материалов ............................................. |
14 |
1.1.7. Использование энергии редуцируемого пара путем внедрения паровых |
|
турбин с противодавлением и компенсация реактивной мощности .... |
16 |
1.2. Математическое моделирование технологических процессов ............................ |
18 |
1.3. Характеристика процесса, влияние технологических параметров на качество и
выход продуктов, описание технологической схемы ........................................ |
20 |
1.4. Влияние технологических параметров на качество и выход продуктов ............ |
23 |
1.4.1. Состав сырья................................................................................................. |
23 |
1.4.2. Объемная скорость подачи сырья .............................................................. |
24 |
1.4.3. Температура процесса ................................................................................. |
24 |
1.4.4. Давление ....................................................................................................... |
25 |
1.4.5. Мольное отношение «водород : сырье» и кратность циркуляции ВСГ . 25 |
|
1.5. Описание технологической схемы установки ....................................................... |
26 |
1.5.1. Секция гидроочистки .................................................................................. |
26 |
1.5.2. Секция деизопентанизации ......................................................................... |
29 |
1.5.3. Реакторный блок изомеризации ................................................................. |
31 |
1.5.4. Секция стабилизации изомеризата............................................................. |
33 |
1.5.5. Блок разделения изомеризата ..................................................................... |
34 |
1.6. Общий анализ пинч-технологии ............................................................................. |
37 |
1.7. Постановка задачи исследованияи, пути ее решения .......................................... |
39 |
2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ УСТАНОВКИ ИЗОМЕРИЗАЦИИ ДЛЯ РАСЧЕТА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И ПАРАМЕТРОВ ЕЕ
РАБОТЫ ........................................................................................................................... |
41 |
2.1. Постановка задачи рационализации энергоемкого процесса изомеризации...... |
41 |
2.2. Моделирование термодинамических и физических свойств углеводородов..... |
43 |
2 |
|
2.3. Моделирование в программной среде Aspen HYSYS .......................................... |
48 |
2.3.1. Расчет свойств .............................................................................................. |
49 |
2.3.2. Уравнения состояния................................................................................... |
49 |
2.3.3. Расчет технологических схем ..................................................................... |
50 |
2.4. Разработка и построение имитационной модели установки изомеризации в
программной среде Aspen HYSYS ....................................................................... |
51 |
2.4.1. Технологические параметры, влияющие на процесс ............................... |
52 |
2.4.2. Построение модели...................................................................................... |
53 |
2.5. Оценка адекватности построенной имитационной модели ................................. |
55 |
3. РАЗРАБОТКА МЕРОПРИЯТИЙ ПО УЛУЧШЕНИЮ УСТАНОВКИ ИЗОМЕРИЗАЦИИ
С ПРИМЕНЕНИЕМ ПИНЧ-АНАЛИЗА........................................................................ |
57 |
3.1. Выполнение пинч-анализа установки изомеризации ........................................... |
57 |
3.1.1. Извлечение данных...................................................................................... |
57 |
3.1.2. Целевые показатели энергопотребления ................................................... |
59 |
3.1.3. Определение целевых показателей по колоннам...................................... |
68 |
3.1.4. Анализ загрязнения теплообменников ...................................................... |
70 |
3.2. Анализ работы блока оборотного водоснабжения установки изомеризации .... |
72 |
3.2.1. Качество подпиточной и оборотной воды................................................. |
72 |
3.2.2. Скорость коррозии....................................................................................... |
76 |
3.2.3.Анализ работы градирни .............................................................................. |
77 |
4. НАПРАВЛЕНИЕ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ УСТАНОВОК ИЗОМЕРИЗАЦИИ НА ОСНОВЕ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ И
ПИНЧ-АНАЛИЗА ........................................................................................................... |
82 |
4.1. Дополнительный подогрев сырья ГО отходящим потоком ................................ |
82 |
4.2. Модернизация схемы подготовки сырья установки изомеризации .................... |
83 |
4.3. Замена двух паровых ребойлеров на технологическую печь............................... |
91 |
4.4. Подогрев потока топливного газа технологическим потоком............................. |
92 |
4.5. Дополнительный подогрев сырьевого потока колонны К-3 за счет тепла
кубового потока колонны К-2............................................................................... |
96 |
4.6. Методика определения оптимального места ввода сырья для снижения
энергопотребления колонны-деизопентанизатора ............................................ |
98 |
4.7. Модернизация системы фильтрации установки изомеризации......................... |
104 |
5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВНЕДРЕНИЯ МЕРОПРИЯТИЙ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭНЕРГО- И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЯ ...108
5.1. Расчет экономического эффекта от внедрения узла подготовки сырья и
монтажа теплообменника Т-1/6.......................................................................... |
109 |
5.2. Расчет экономической эффективности мероприятия по замене двух ребойлеров
на технологическую печь |
.................................................................................... 111 |
|
3 |
5.3. Расчет экономической эффективности мероприятия по подогреву потока |
|
топливного газа технологическим потоком ...................................................... |
113 |
5.4.Расчет экономической эффективности мероприятия по дополнительному подогреву сырьевого потока колонны К-3 за счет тепла кубового потока
колонны К-2.......................................................................................................... |
114 |
5.5.Расчет экономической эффективности мероприятия по снижению
энергопотребления колонны-деизопентанизатора ........................................... |
115 |
5.6. Расчет экономической эффективности мероприятия по модернизации системы |
|
водоподготовки установки изомеризации......................................................... |
117 |
5.7. Расчет общей экономической эффективности по всем предлагаемым |
|
мероприятиям....................................................................................................... |
119 |
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.......................................................................................................................... |
122 |
СПИСОК УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ ............................................................................... |
124 |
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ...................................................................................... |
125 |
ПРИЛОЖЕНИЯ ......................................................................................................................... |
133 |
1. Параметры технологического режима .................................................................... |
134 |
2. Имитационная модель установки в среде Aspen HYSYS...................................... |
140 |
3. Схема Изомалк-2 после реализации предложения по дополнительномуподогреву |
|
сырьевого потока колонны ................................................................................. |
141 |
4. Тепловая схема установки изомеризации после переобвязки теплообменника Т-10 с |
|
пара на продуктовый поток .................................................................................. |
142 |
5. Тепловая схема установки изомеризации после внедрения дополнительного |
|
подогрева сырьевого потока колонны К-3 за счет тепла кубового потока |
|
колонны К-2 .......................................................................................................... |
143 |
4
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность исследования. Нефтеперерабатывающая промышленность на сегодняшний день относится к приоритетным отраслям промышленности России. До 1990 г. она развивалась достаточно быстрыми темпами, хотя в техническом отношении отставала от зарубежной.
Систематическая работа в области энергосбережения и эффективности использования ресурсов в различных секторах и сферах экономики России началась после вступления в силу Федерального закона от 23.11.2009 г. № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации».
Поставленная Правительством РФ глобальная задача по внедрению энергоэффективных технологий особенно актуальна для наиболее энергоемких отраслей промышленности, к которым непосредственно относится нефтеперерабатывающая. Следует отметить, что показатель энергоэффективности всего НПЗ складывается из энергоемкости каждой отдельной установки. Показатели, по которым оцениваются установки, – это потребление следующих энергоресурсов: топливо для печей, охлаждающая вода, теплофикационная вода, водяной пар, электроэнергия.
Большое влияние имеет проблема безвозвратных потерь. Она является актуальной как для российских, так и для международных нефтяных компаний. Размер безвозвратных потерь на НПЗ составляет до 1 % от объема поступившего сырья. Задача отечественных нефтеперерабатывающих заводов – сократить потери и повысить показатель энергоэффективности до уровня лучших мировых практик.
Проведение обследования энергоемкости процесса необходимо как для старых установок (срок эксплуатации более 15 лет), так и для новых (срок эксплуатации не превышает 4 года). Базовые проекты новых установок могут содержать большой потенциал для снижения потребления энергоресурсов. В свя-
зи с этим все работы, направленные на изучение вопроса энерго- и ресурсосбе-
5